機(jī)械外文翻譯外文文獻(xiàn)英文文獻(xiàn)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)與控制的研究

1、外文出處：Ellekilde, L. -., & Christensen, H. I. (2009). Control of mobile manipulator using the dynamical systems approach. Robotics and Automation, Icra 09, IEEE International Conference on (pp.1370 - 1376). IEEE.機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)

2、與控制的研究 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)與控制的研究拉斯彼得 Ellekilde摘要 摘要操作器和移動(dòng)平臺(tái)的組合提供了一種可用于廣泛應(yīng)用程序高效靈活的操作系統(tǒng),特別是在服務(wù)性機(jī)器人領(lǐng)域。在機(jī)械臂眾多挑戰(zhàn)中其中之一是確保機(jī)器人在潛在的動(dòng)態(tài)環(huán)境中安全工作控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在本文中,我們將介紹移動(dòng)機(jī)械臂用動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)方法被控制的使用方法。該方法是一種二級(jí)方法, 是使用競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)對(duì)于統(tǒng)籌協(xié)調(diào)優(yōu)化移動(dòng)平臺(tái)以及較低層次的融合避障和目標(biāo)捕獲行為的方法。I 介紹 介紹在

3、過(guò)去的幾十年里大多數(shù)機(jī)器人的研究主要關(guān)注在移動(dòng)平臺(tái)或操作系統(tǒng)，并且在這兩個(gè)領(lǐng)域取得了許多可喜的成績(jī)。今天的新挑戰(zhàn)之一是將這兩個(gè)領(lǐng)域組合在一起形成具有高效移動(dòng)和有能力操作環(huán)境的系統(tǒng)。特別是服務(wù)性機(jī)器人將會(huì)在這一方面系統(tǒng)需求的增加。 大多數(shù)西方國(guó)家的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)量顯示需要照顧的老人在不斷增加,盡管將有很少的工作實(shí)際的支持他們。這就需要增強(qiáng)服務(wù)業(yè)的自動(dòng)化程度，因此機(jī)器人能夠在室內(nèi)動(dòng)態(tài)環(huán)境中安全的工作是最基本的。A.相關(guān)工作動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)接近[5]，

4、 [6]為控制機(jī)器人提供一套動(dòng)作的框架，例如障礙退避和目標(biāo)捕捉。 每個(gè)動(dòng)作通過(guò)一套一個(gè)非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的attractors和repellors來(lái)完成。 這些通過(guò)向量場(chǎng)的簡(jiǎn)單的加法被結(jié)合在一起來(lái)完成系統(tǒng)的整體動(dòng)作。動(dòng)力系統(tǒng)的方法涉及到更廣泛的應(yīng)用勢(shì)場(chǎng)法[7]，但具有一定的優(yōu)勢(shì)。這里勢(shì)場(chǎng)法的行為是由后場(chǎng)梯度形成的結(jié)果，行為變量，如航向和速度，可直接運(yùn)用動(dòng)力系統(tǒng)控制的方法。成本相對(duì)較低的計(jì)算與方法有關(guān)，使得它在動(dòng)態(tài)環(huán)境中在線控制適宜，允許

5、它即使在相當(dāng)?shù)偷乃接邢薜挠?jì)算能力平臺(tái)[8]實(shí)施。傳感器的魯棒性在人聲嘈雜中顯示[9]和[10]其中一個(gè)是由紅外傳感器和麥克風(fēng)的結(jié)合，當(dāng)避障和目標(biāo)獲取時(shí)使用。盡管能解決各種各樣的任務(wù)，但它僅是一個(gè)局部的方法，為了其他的任務(wù)和使命級(jí)計(jì)劃(即參見(jiàn)[11])其他的方法應(yīng)該被采用。當(dāng)多行為被結(jié)合時(shí)，在[5]和 [6]的缺點(diǎn)是由潛在的假的因子引起的。為了克服這個(gè)問(wèn)題[12]介紹了一種基于競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)態(tài)的行為比重。每個(gè)行為的影響是控制使用一個(gè)相關(guān)的競(jìng)爭(zhēng)

6、優(yōu)勢(shì)，再加上定義的行為之間有競(jìng)爭(zhēng)力的相互作用，控制重物。如果所有的行為之間的競(jìng)爭(zhēng)性相互作用是必需的，這種方法可以推廣到任意數(shù)n，行為，除了這樣一個(gè)最壞情況的復(fù)雜度 。 ? ?2 n ?在現(xiàn)實(shí)世界中使用這種方法的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中可以找到[13]，[14]。 [13]是只在有標(biāo)題方向的車輛上使用，而在[14]中航向和速度均得到控制。 [15]提供了一個(gè)為速度性能簡(jiǎn)短的策略討論。在[16]中提到動(dòng)力系統(tǒng)的方法不僅被用于平面移動(dòng)機(jī)器人，

7、同時(shí)也可以作為控制機(jī)械手工具。另外運(yùn)用產(chǎn)生極限環(huán)Hopf振蕩器動(dòng)力系統(tǒng)的更復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)也可被使用。 [17]展現(xiàn)出不同形狀的極限環(huán)是如何產(chǎn)生的，其可運(yùn)用于避障軌跡的生成。 [18]中介紹到使用Hopf振蕩器產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)的軌跡，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手可以接住從桌子上面滾下來(lái)的球。動(dòng)力系統(tǒng)的方法不僅可以用于控制的工具，也可以控制7自由度機(jī)械手多余的動(dòng)作這一點(diǎn)在[19]中得到論證。II.總體結(jié)構(gòu)我們整個(gè)系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖2所示。在賽格威平臺(tái)中為了控